中國科學院光電技術研究所微電子專用裝備研究室在局域空心光束產生方法研究中取得新進展：首次提出運用光子篩產生局域空心光束，具有方法簡單、設計靈活、能夠產生極小空心光斑的特點。相關結果發表于近期的Optics and Lasers in Engineering (Opt. Laser Eng.  2016, 77:18-25)。

　　局域空心光束是指具有中心暗斑且該中心暗斑在三維空間被光場完全包圍的一類特殊光場，它像一個特殊的“密閉容器”，因此這種光場被稱為“光泡”。由于局域空心光束具有特殊的光場分布，它在生命科學和納米科技中有重要的應用，比如激光囚禁微觀粒子、生物細胞操控、原子冷卻等，因此一直是一個研究熱點。傳統的產生局域空心光束的方法需要位相版和透鏡結合使用，若實現極小的暗斑就需要大數值孔徑的透鏡，而且位相版的制作也具有相當大的難度。

　　為了尋找一種簡單有效、靈活可控且能夠產生極小中心暗斑的局域空心光束產生方法，光電所項目組提出了一種利用光子篩產生空心光束的方法。該光子篩結構是一種圓周對稱結構，分為內環和外環，兩者在焦點處光場相互抵消，在其他區域由于失去了這種對稱性，所以兩個區域光場不會相互抵消，總體來說形成局域空心光束。光子篩作為一種新型的衍射元件，具有很強的聚焦能力。該項目組提出的光子篩結構，產生的空心光束具有微米甚至亞微米尺度的中心暗斑，而且結構簡單實用，易于陣列化。

　　該工作得到了國家自然科學基金的支持。

光子篩結構圖和工作原理圖

產生的局域空心光束光場分布